47. Нуклеотиды: номенклатура, строение, гидролиз

Нуклеотиды (нуклеозидфосфаты) - эфиры фосфорной кислоты и нуклеозидов по одному или нескольким. гидроксилам остатка моносахарида; в более широком смысле - соединения, в которыхрых моносахаридный остаток нуклеозида или его неприродного аналога этерифицирован одной или несколькими моно- или олигофосфатными группами. В зависимости от природы нуклеозида различают рибо- и дезоксирибонуклеотиды, пиримидиновые и пуриновые нуклеотиды.

Номенклатура. Обычно используют сокращенные обозначения нуклеотидов. Напр., аденозин-5'-монофосфат, или адениловую к-ту, обозначают 5'-АМФ, или AMP; аденозин-5'-дифосфат - АДФ, или ADP; 2'-дезоксицитидин-5'-три-фосфат - дЦТФ, или dCTP.

Строение. Фосфатный остаток в нуклеотидах обычно образует сложноэфирную связь с 2'-, 3'- или 5'-гидроксильными группами рибонуклеозидов, в случае 2'-дезоксинуклеозидов этерифицируются 3'- или 5'-гидроксильные группы.

Большинство нуклеотидов являются моноэфирами ортофосфорной кислоты, однако известны и диэфиры нуклеотидов, в которых этерифицированы два гидроксильных остатка — например, циклические нуклеотиды циклоаденин- и циклогуанин монофосфаты (цАМФ и цГМФ). Наряду с нуклеотидами — эфирами ортофосфорной кислоты (монофосфатами) в природе также распространены и моно- и диэфиры пирофосфорной кислоты (дифосфаты, например, аденозиндифосфат) и моноэфиры триполифосфорной кислоты (трифосфаты, например, аденозинтрифосфат).

Гидролиз проходит в кислой среде по сложно-эфирной и гликозидной связям с получением азотистого основания, пентозы и фосфорной кислоты.

48.Первичная структура нуклеиновых кислот: химический состав рнк и днк, типы химических связей.

Первичная структура НК представляет собой последовательность нуклеотидов соединенные в непрерывную цепочку с помощью 3'-5'-ковалентных связей.

Ее определяют две характеристики:

1. Нуклеотидный состав – набор и соотношение нуклеотидов.

2. Нуклеотидная последовательность – порядок чередования нуклеотидных звеньев.

Нуклеотиды РНК состоят из сахара — рибозы, к которой в положении 1' присоединено одно из оснований: аденин, гуанин, цитозин или урацил. Фосфатная группа соединяет рибозы в цепочку, образуя связи с 3' атомом углерода одной рибозы и в 5' положении другой. Каждый нуклеотид ДНК состоит из остатка фосфорной кислоты, присоединённого по 5'-положению к сахару дезоксирибозе, к которому также через гликозидную связь (C—N) по 1'-положению присоединено одно из четырёх азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин или тимин.

49.Вторичная структура днк. Роль водородных связей в формировании вторичной структуры. Комплиментарные пары. Третичная структура днк.

Вторичная структура представляет собой две параллельные неразветвленные полинуклеотидные цепи, направленные в противоположные стороны (3'→5' и 5'→3') и закрученные вокруг общей оси в двойную спираль.

Такая пространственная структура удерживается множеством водородных связей, образованных азотистыми основаниями по принципу комплиментарности, то есть Аденину соответствует Тимин, а Цитозину – Гуанин.

Стабильность А–Т оснований обеспечивается двумя водородными связями, а пар Г–Ц – тремя, что в свою очередь определяется особенностями расположения функциональных групп азотистых оснований. Длина водородных связей между основаниями составляет около 0,3 нм.

На модели ДНК видно, что расстояние между витками (шаг спирали) равно 3,4 нм. На этом участке укладываются 10 нуклеотид-ных остатков, размер одного нуклеотида составляет 0,34 нм; диаметр биспиральной молекулы равен 1,8 нм.

Третичная (кольцевая) структура ДНК у эукариотических клеток отличается тем, что многократная спирализация ДНК сопровождается образованием комплексов с белками.

Образование кольцевой формы молекулы ДНК у бактерий или в митохондриях клеток животных часто вызвано ковалентным соединением их открытых концов. Известно, что суперспиральная (суперскрученная) структура обеспечивает экономную упаковку огромной молекулы ДНК в хромосоме: вместо 8 см длины, которую она могла бы иметь в вытянутой форме, в хромосоме человека молекула ДНК настолько плотно упакована, что ее длина составляет 5 нм.